BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - HỒ MINH TÚ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA MÁY ÉP CHỈNH HÌNH GỖ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đồng Nai, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - HỒ MINH TÚ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA MÁY ÉP CHỈNH HÌNH GỖ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.54.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐẶNG ĐÌNH BÔI Đồng Nai, 2012 ĐẶT VẤN ĐỀ Quá trình sản xuất ngày đòi hỏi khối lượng nguyên liệu ngảy nhiều Trong đó, khả cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên ngày hạn chế, chí cung cấp, định đóng cửa rừng tự nhiên Chính phủ Từ đó, khiến cho nguồn nguyên liệu ngành chế biến gỗ phải nhập khẩu, phải sử dụng cách có hiệu gỗ rừng trồng mọc nhanh Đồng thời, triệt để tận dụng phế liệu gỗ sản xuất Lâm nghiệp, bao gồm gỗ tỉa thưa, cành ngọn, gãy đổ khai thác rừng trồng lõi gỗ sau bóc ván mỏng Hiện nay, loại thứ phế liệu thường làm chất đốt bỏ phí Vì vậy, nghiên cứu sử dụng gỗ rừng trồng mọc nhanh thứ phế liệu sản xuất lâm nghiếp nói làm nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất sản phẩm mộc trang trí nội thất cần thiết Gỗ rừng trồng có nhiều ưu điểm sinh khối lớn, suất cao, chu kỳ khai thác ngắn, số loài có khả tái sinh mạnh Nhưng, gỗ rừng trồng mọc nhanh hầu hết có độ bền tự nhiên kém, tính chất học không cao, khối lượng thể tích thấp Gỗ tỉa thưa, cành ngọn, lõi gỗ bóc, có điểm chung lả đường kính nhỏ, chất lượng gỗ kém, độ bền học thấp Để sử dụng gỗ rừng trồng mọc nhanh, lõi gỗ bóc, cành ngọn, gỗ nhỏ tia thưa có đường kính nhỏ, nguồn nguyên liệu ổn định có độ bền đạt yêu cầu sản xuất sản phẩm gỗ cần phải nâng cao tính chất học độ bền tự nhiên chúng Vấn đề giải nhiều phương pháp có cách nâng cao khối lượng thể tích gỗ Bởi vì, khối lượng thể tích tỷ lệ thuận với cường độ chịu lực phản ánh tương đối toàn diện cho tính chất học vật liệu Một giải pháp kỹ thuật để nâng cao khối lượng thể tích gỗ sử dụng công nghệ biến tính, vậy, muốn ứng dụng công nghệ này, cần phải có hệ thống thiết bị có khả đáp ứng yêu cầu nén thay đổi hình dạng kích thước nhằm làm thay đổi tính vật liệu gỗ Với trường hợp gỗ tròn phế liệu có đường kính nhỏ nói trên, xẻ thành thanh, xẻ không hiệu Vì thế, cần sử dụng công nghệ biến tính theo phương thức nén để biến dạng gỗ tròn có đường kính nhỏ, độ bền tự nhiên thấp trở thành nguồn nguyên liệu có tiết diện ngang hình vuông chữ nhật độ bền tự nhiên đáp ứng yêu cầu cần thiết nguyên liệu sản xuất sản phẩm mộc dân dụng, ván ghép trang trí nội thất Đồng thời không tạo phế liệu không ảnh hưởng xấu đến môi trường Tuy nhiên, để triển khai công nghệ nén chỉnh hình gỗ tròn đường kính nhỏ thành gỗ có tiết diện ngang hình chữ nhật thực tế hạn chế máy thiết bị để phù hợp để sử dụng Từ phân tích trên, đề xuất thực đề tài: “Tính toán, thiết kế hệ thống truyền động kết cấu máy ép chỉnh hình gỗ” để góp phần nâng cao chất lượng nguyên liệu lĩnh vực sản xuất đồ mộc trang trí nội thất Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trong xu hội nhập giới Việt Nam, với bước phát triển mặt xã hội, trị, kinh tế nhu cầu sử dụng sản phẩm đồ mộc dân dụng từ gỗ tự nhiên đòi hỏi ngày tăng dẫn tới tình trạng gỗ rừng tự nhiên nước ta suy giảm nghiêm trọng Gỗ rừng trồng Việt Nam giữ vai trò quan trọng, có xu hướng dần tiến tới thay gỗ rừng tự nhiên, nguồn nguyên liệu chủ yếu, thiếu cho công nghiệp chế biến gỗ Gỗ rừng trồng có nhiều ưu điểm sinh khối lớn, suất cao, khả tái sinh mạnh Nhưng có số khiếm khuyết dễ nhận thấy là: hầu hết số có độ bền tự nhiên thấp, tính chất học không cao khối lượng thể tích thấp Để nâng cao chất lượng nguyên liệu gỗ rừng trồng, biện pháp kỹ thuật lâm sinh chọn giống, gieo trồng, chăm sóc, tỉa thưa (có thể đáp ứng phần yêu cầu nguyên liệu chế biến, biện pháp áp dụng đại trà khó kiểm soát) có biện pháp kỹ thuật khác công nghệ biến tính nguyên liệu Khi sử dụng biện pháp biến tính nguyên liệu có nhiều tính ưu việt như: mức độ đa dạng hóa sản phẩm nguyên liệu cao; tính chất sản phẩm thay đổi theo yêu cầu; dễ thích ứng với yêu cầu sản xuất công nghiệp Khối lượng thể tích gỗ tỷ lệ thuận với cường độ chịu lực gỗ đại lượng có khả phản ánh tương đối trung thực tính chất học loại vật liệu Muốn nâng cao tính chất học gỗ có khối lượng thể tích thấp thực theo cách: giữ nguyên khối lượng giảm thể tích; giữ nguyên thể tích tăng thêm khối lượng vật cách điền thêm vào lượng vật chất định; thực đồng thời hai biện pháp Theo cách đó, phần lớn tính chất học, vật lý gỗ có thay đổi theo chiều hướng tăng lên đáng kể so với gỗ nguyên liệu ban đầu, có số tính chất thay đổi theo chiều hướng tiêu cực buộc người làm công nghệ phải nghiên cứu kỹ chế tác động yếu tố làm nên thay đổi tiêu chí yêu cầu sản phẩm để thực biện pháp xử lý thích ứng Hiện nay, sản phẩm đồ mộc dân dụng đồ chơi cho trẻ em làm từ gỗ đa dạng chủng loại, mẫu mã; song song với gia tăng số lượng đòi hỏi chất lượng loại hình sản phẩm ngày cao khắt khe Do vậy, tiêu kỹ thuật công nghệ sản xuất cần phải đạt yêu cầu: Sản phẩm an toàn cao sử dụng (vì chúng sản phẩm tiếp xúc với người) giảm thiểu tiêu hao lượng, hạn chế gây ô nhiễm môi trường Về sản phẩm, tuỳ theo loại hình sản phẩm định mà định lựa chọn xử lý nguyên liệu hợp lý để tạo cho sản phẩm có giá thành thấp đạt yêu cầu an toàn sử dụng là: Cường độ học - đảm bảo đủ lớn để an toàn sử dụng; Gỗ mịn - dễ làm bề mặt, không trầy xước, an toàn sử dụng; Độ dãn nở thấp - không gây khó khăn trình sử dụng điều kiện môi trường thay đổi; Gỗ sáng màu - dễ xử lý, thay đổi màu sắc Về kỹ thuật, việc lựa chọn công nghệ sản xuất cho hạn chế tối đa chất thải gây ô nhiễm môi trường - trực tiếp gián tiếp đến môi trường sống người; sử dụng lượng “sạch” có khí thải lượng sử dụng mức tiết kiệm - có vấn đề khác không quan trọng việc lựa chọn đặc tính gỗ nguyên liệu Cho dù gỗ nguyên liệu có khối lượng thể tích thấp hay cao gỗ phẩm hay gỗ thứ phẩm ta biết cách xử lý làm tốt đặc điểm ưu việt hạn chế nhược điểm chúng có vật liệu quý cho sản xuất; đồng thời góp phần sử dụng hiệu vốn rừng, phát triển rừng theo hướng bền vững xã hội ta ngày Xét công nghệ biến tính nâng cao khối lượng thể tích nguyên liệu gỗ biện pháp sử dụng thiết bị, máy móc chưa triệt để đáp ứng yêu cầu sử dụng Xuất phát từ lý trên, chọn thực đề tài: “Tính toán, thiết kế hệ thống truyền động kết cấu máy ép chỉnh hình gỗ” 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Trong công nghệ chế biến gỗ, nâng cao tính chất học khả chống chịu với môi trường sử dụng mục đích công nghệ biến tính gỗ Do vậy, luận văn công nghệ nâng cao tính chất lý gỗ hiểu công nghệ biến tính gỗ Có hai trường phái biến tính gỗ chủ yếu là: a) Công nghệ biến tính gỗ - làm thay đổi chủ yếu chất gỗ mà trình xử lý gỗ hoàn toàn hoá chất sinh hoá lượng cực mạnh lượng hạt nhân, sóng điện từ để làm tác nhân thay đổi đáng kể cấu trúc tế bào, thành phần chất gỗ (khi lượng gỗ không thay đổi thay đổi không đáng kể lại có thay đổi lớn chất) Theo quan điểm này, số nhà khoa học nhiều nước khối EU cho đạt mục tiêu nâng cao độ bền tự nhiên gỗ (chống nấm mốc, côn trùng phá hoại) mà cần lượng không nhiều hóa chất tẩm vào gỗ để bảo quản gỗ coi công nghệ biến tính gỗ b) Công nghệ biến tính gỗ - làm thay đổi lượng gỗ mà thường thay đổi mật độ vật chất gỗ đơn vị thể tích mà không thay đổi thay đổi không đáng kể cấu trúc gỗ Với quan điểm khối lượng thể tích gỗ đại lượng đặc trưng cho đặc điểm, tính chất gỗ Từ đại lượng mà ta ước đoán khả chịu lực vật liệu gỗ nguyên liệu gỗ biến tính Cũng theo nguyên tắc đó, nguyên lý thực tế công nghệ biến tính gỗ theo hai hướng là: - Giữ nguyên khối lượng gỗ mà giảm thể tích; nguyên lý biến tính nhiệt sản phẩm gỗ nén; - Tăng khối lượng gỗ cách bổ sung vào gỗ lượng vật chất định giữ nguyên giảm thể tích; nguyên lý biến tính hoá/hoá sản phẩm đặc trưng cho sản phẩm gỗ tẩm, gỗ cường hoá, polime hoá gỗ 1.2.1 Một số loại hình sản phẩm gỗ biến tính 1.2.1.1 Gỗ nén Gỗ nén sản xuất theo phương pháp sử dụng đặc tính rỗng xốp gỗ để dồn nén gỗ làm cho có mật độ lớn đơn vị thể tích, tức làm tăng khối lượng thể tích gỗ từ tăng độ cứng, độ bền học vật liệu Gỗ nén sản phẩm có tên gọi: Lignstone chủ yếu sử dụng làm thoi dệt, ống sợi, tay nắm công cụ, chế tạo chi tiết có khả chịu mài mòn, tự bôi trơn chi tiết máy ô tô, máy nông nghiệp Nhược điểm gỗ nén điều kiện ẩm ướt kích thước không ổn định có khả đàn hồi trở lại 1.2.1.2 Gỗ tẩm keo Để khắc phục nhược điểm gỗ nén, nhà khoa học nghiên cứu đưa vào gỗ số chất hoá học nhằm ổn định hình dạng kích thước sản phẩm đồng thời tăng cường độ chịu lực; loại hình sản phẩm đơn giản sử dụng hoá chất gỗ ngâm tẩm (Impreg) hay gọi gỗ tẩm keo Loại hình sản phẩm không thấm nước có ưu điểm rõ hệ số co giãn kích thước nhỏ, nhiên để đạt điều phải sử dụng lượng hóa chất không nhỏ trình sản xuất 1.2.1.3 Ván ép lớp Có loại hình sản phẩm từ gỗ mà tính dị hướng không đáng kể tác dụng độ ẩm không lớn tới tính chất gỗ biến tính, ván ép lớp (Compreg) Người ta sử dụng phương pháp xếp ván mỏng tráng keo ép Ván ép lớp sản phẩm có nhiều ưu điểm như: kích thước ổn định, giữ vân thớ tự nhiên gỗ, khả trang sức cắt gọt tốt dán lên bề mặt gỗ cách dễ dàng; Khả chịu nhiệt độ cao, chống sâu nấm côn trùng hại gỗ tốt giá thành gỗ tương đối cao phí lớn cho hóa chất thiết bị kèm theo 1.2.1.4 Gỗ cường hoá Ở nước Đức công bố tài liệu nói gỗ cường hoá (Dentified) vào năm 1930 Đó loại hình gỗ biến tính cách đưa số kim loại vào tế bào gỗ để tăng khối lượng thể tích gỗ đồng thời tăng khả chịu mài mòn vật liệu Cũng lý gỗ có tẩm kim loại công nghệ phức tạp mà mức độ phạm vi sử dụng gỗ cường hoá không rộng, sử dụng vào trường hợp đặc biệt chi tiết máy không sử dụng sản xuất đồ mộc dân dụng 1.2.1.5 Polyme hoá gỗ Khi ta sử dụng hydratcarbon không no chất đa tụ phân tử lượng thấp, sau đa tụ sơ ta dùng phương pháp chiếu xạ gia nhiệt xúc tác để cung cấp lượng cho chúng đa tụ tiếp gỗ ta sản phẩm gọi Gỗ-Polime, gọi sản phẩm polime hoá gỗ (WPC) Vintorg loại sản phẩm WPC chế tạo từ loài gỗ khó tẩm hoá chất Thông qua việc áp dụng công nghệ xử lý vi sóng tạo nên “kênh” dẫn hoá chất tẩm vào gỗ; Phôi gỗ sau tẩm hoá chất qua “kênh” dẫn ép nhiệt để đạt tới kích thước mong muốn trình dung dịch tẩm - chứa vào kênh dẫn nhờ trình xử lý vi sóng - đóng rắn lại 1.2.2 Công nghệ biến tính gỗ giới 1.2.2.1 Công nghệ biến tính gỗ nhiệt - Sản phẩm công nghệ gỗ nén sử dụng phương pháp biến tính nhiệt - tức dùng tác nhân làm mềm gỗ nhiệt ẩm sau dùng máy ép để nén chặt gỗ lại Biện pháp công nghệ gây tác hại đến môi trường Tuy nhiên sản phẩm có tồn cần phải khắc phục hút ẩm đàn hồi trở lại gỗ biến tính trình sử dụng Khi tăng mức độ nén gỗ, độ bền gỗ tăng lên mà không phụ thuộc vào phương pháp nén Rất nhiều nhà khoa học Liên Xô (cũ) nhiều trường đại học, Viện nghiên cứu điển hình có nghiên cứu P.N Khukhranski nhiều công trình nghiên cứu gỗ nén từ loại gỗ kim vào năm 1930 -1990 khẳng định rằng: Trước nén ép gỗ, chúng phải làm mềm môi trường nước bão hoà gỗ luộc trước gỗ xử lý môi trường độ ẩm cao; sau công đoạn nén ép gỗ buộc phải qua khâu xử lý nhiệt để ổn định kích thước gỗ nén Tuỳ theo mục đích sử dụng vật liệu mà người ta ép gỗ theo kiểu ép phẳng hay ép trục; ép phẳng có trường hợp ép hở (ép mặt) ép kín (ép mặt), kiểu ép hở ta 101 Ta chọn bề mặt ghép bề mặt song song với mặt đế Và hộp giảm tốc trục vít nên ta chọn bề mặt lắp với thân bề mặt qua trục bánh vít để việc lắp bánh vít chi tiết khác lên trục dễ dàng Đồng thời đường kính trục vít lớn đường kính lỗ gối trục nên ta phải dùng thêm cốc lót để : D' = D + da1 3.2.10.2 Xác định kích thước vỏ hộp - Chiều dày thành vỏ hộp:   0,04 A  (3-89) Với A = 160 mm    0,04.160   9,4mm - Chiều dày thành nắp hộp:   0,85   0,85 9,4  8mm (3-90) - Chiều dày mặt bích thân: b  1,5.  1,5.9,4  14,1(mm) lấy b = 15 mm (3-91) - Chiều dày mặt bích thân: b1  1,5.  1,5.8  12 (mm ) Lấy b1 =12 mm (3-92) - Chiều dày đế hộp phần lồi: P  2,35.  2,35.9,4  22,09(mm) ; (3-93) Lấy P = 25 mm - Chiều dày gân thân hộp: m  0,9.  0,9.9,4  8,46(mm) ; Lấy m = 10 mm (3-94) - Chiều dày gân nắp hộp: m1  0,9.  0,9.8  7,2(mm ) ; Lấy m1 = mm (3-95) - Đường kính bulông nền: d n  0,036.A  12  0,036.160  12  17,76(mm) Lấy dn=20mm (3-96) 102 - Đường kính bulông khác: + Ở cạnh ổ: d1 = 0,7.dn = 0,7.20 = 14 mm (3-97) + Ghép nắp vào than: d2 = 0,5.dn = 0,5.20 = 10 mm (3-98) + Ghép nắp ổ: d3 =0,4.dn = 0,4.20 = mm (3-99) + Ghép nắp cửa thăm: d4 = 0,3.dn = 0,3.20 = mm (3-100) 3.2.10.3 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp a) Bulông vòng móc vòng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép ) nắp thân thường lắp thêm bulông vòng móc vòng Đường kính bulong vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, với khoảng cách trục A hai cấp 150 x 200 tra bảng 10-11a 10-11b [6]; ta chọn bulong M10 Số lượng bulong nên: n  Trong đó: LB 200 300 (3-101) L: chiều dài sơ lấy 600 mm B: Là chiều rộng sơ lấy 400 mm n 600  400  chọn n = 200 b) Chốt định vị Như trình bày mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, dùng hai chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bulông không làm biến dạng vòng ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm cho ổ chóng bị hỏng 103 Hình dạng kích thước loại chốt hộp giảm tốc ta sử dụng chốt định vị dạng côn có ren đầu chốt Hình dạng kích thước 10 12 chốt : 12 16 Hình 3.12: Chốt định vị nắp thân vỏ hộp c) Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp Trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có nút thông Kích thước cửa thăm ta chọn theo bảng 3.8 Bảng 3.8: Các thông số nắp quan sát A B A1 B1 C K R Vít Bu-lông 75 150 100 125 125 87 12 M8 Hình 3.13: Cửa thăm dầu thân vỏ hộp 104 d) Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hoà không khí hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thường lắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp               lç      Dựa vào bảng 10.16 trang 279 [6] ta chọn:     Hình 3.14: Hình dạng kích thước nút thông e) Nút thoát dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biến chất, cần thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu ta tra bảng 10-14 [6] 105 d D l b m S L Hình 3.15: Nút thoát dầu f) Kiểm tra mức dầu Do ta thiết kế truyền trục vít - bánh có trục vít nằm nên ta ngâm trục vít hoàn toàn dầu Chiều cao mức dầu hộp kiểm tra qua thiết bị dầu Ta sử dụng mắt dầu loại mắt kính phẳng Bảng 3.9: Cấu tạo kích thước mắt dầu kính phẳng Kích thước mắt kính D D1 l h 20 55 40 10 Kết cấu chi tiết kiểm tra mức dầu:           l Hình 3.16: Que thăm dầu 106 3.2.11 Thiết kế phận kẹp phôi (cơ cấu kẹp gia nhiệt ép phôi) Hình 3.17: Bố trí má kẹp gia nhiệt ép phôi Mặt ép chủ động máy làm việc dịch chuyển theo phương đứng (Z), hàm kẹp định vị phôi tháo phôi dịch chuyển theo phương ngang (X) Căn vào khả kháng nén tối đa nguyên liệu đạt khối lượng thể tích cao nhất, lúc ma sát bề mặt vật liệu tác động lên mặt tiếp xúc má kẹp biến đổi từ ma sát ướt sang ma sát khô trính nhả ẩm vật liệu Hình 3.18: Biểu đồ tải trọng thay đổi theo bậc phụ thuộc vào thời gian 107 a) Khuôn ép tiếp xúc điểm b) Khuôn ép tiếp xúc đường Hình 3.19: Biến đổi khả kháng nén trình ép 3.2.11.1 Phân tích lực ban đầu Thí nghiệm phân tích lực, tính toán mẫu gỗ tròn Mẫu gỗ đặt vào khuôn, mô theo Hình 3.19a, vị trí tiếp xúc khuôn ép gỗ A, B, C, D tiếp xúc điểm theo tiết diện ngang gỗ Biến dạng thời điểm ban đầu Khi lực P1 P2 tác dụng vào mẫu, mẫu chịu tác dụng điểm A , B , C , D ; tất lực tương tự đối xứng với nên gia tăng lực ép P1 P2, lúc tiếp xúc điểm phôi má ép dần chuyển sang tiếp xúc đường (hình 3.19b) Theo phương thức nén thành phần lực P1, P2, P1’, P2’, nén phần tử gỗ theo hướng vào tâm - Khi gỗ làm mềm chịu nén, tác dụng lực P1; P2 phần tử gỗ chuyển dịch hai phía điểm tác dụng lực A, tạo biến dạng Hình 3.19b Tiếp xúc mẫu khuôn ép từ dạng đường thẳng dần trở thành tiếp xúc mặt, xét vị trí mặt cắt ngang tiếp xúc đường có chiều dài l Gọi đoạn thẳng tiếp xúc mẫu khuôn mặt cắt 108 ngang l lực phân bố toàn đoạn biến dạng đoạn thẳng l lực thành phần lực phân bố q1; q2; q’1; q’2; - Phân tích tất lực q theo hướng bán kính tiếp tuyến với mặt cắt ngang ta thấy phần tử gỗ có xu hướng bị đẩy theo chiều hướng tâm tiếp tuyến xuống phía đường nằm ngang qua tâm mẫu Theo đó, tiết diện ngang gỗ phân thành vùng chịu lực không rõ rệt là: - Vùng chịu nén hướng tâm, tập trung đại diện điểm A, B, C, D; - Vùng chịu nén (chèn ép) tiếp tuyến, tập trung đại diện cung AB, BC, CD, DA; - Vùng chịu nén hướng tâm tiếp tuyến, tập trung đại diện điểm E, F, G, H 3.2.11.2 Lực phôi gỗ bị ép chỉnh hình tối đa giới hạn đề tài - Phần diện tích bị biến dạng diện tích hình viên phân Diện tích hình viên phân điểm A tạo hai bán kính hợp với góc  ( biến đổi từ ÷ /4) cung tròn chắn góc  Trong trường hợp nén thay đổi hình dạng từ hình tròn thành hình vuông nội tiếp lực lớn biến dạng đạt I  - Lấy diện tích dS hình viên hạn bán kính IO, OK cung IQ1K Squạt IQ1K gọi diện tích hình tam giác IOK S; R O phân cực nhỏ SIQK giới hạn cung Gọi diện tích hình quạt giới E H tới diện tích hình viên phân Q1HE IQ1K dây cung IK Q1 K G F Hình 3.20: Phân tích biến dạng tiết diện ngang 109 Ta có diện tích hình viên phân dS cần tìm tính sau: dS = Squạt IKO - S= 2(Squạt IEO - S) = 2R2d - IH.HO dS = 2R2dRSinRCosR2(2d - SindCosd  (3-102) Diện tích hình viên phân là:  /2 S   /4 dS  R2  (2d  Sind Cosd ) (3-103) Giải phương trình CT (3-103) có: S R2 (  Sin ) => SMax (3-104) R2 302     Max  sin Max    sin   347,87 (N)  2 4 4 Mà ứng suất kháng nén gỗ Cao su σMax = 7,12 KG/cm2 Quy đổi đơn vị ta σMax = 7,12x9,81= 69,84 N/cm2 Theo công thức ứng suất:   S S 347,87  Max  Max   4,98 cm2   69,84 Trong đó: ΔMax diện tích cần thiết chịu tải trọng SMax Với vật liệu làm cấu kẹp gia nhiệt ép phôi thép Cacbon CT45 thường hóa Ta lựa chọn diện tích mặt cắt ngang thỏa mãn điều kiện bền kích thước kẹp sau: Δ ≥ (axb) +  d gn2 ≥ 4,98 +  1, 22 = 6,12 (cm2) (3-105) => Chọn a = cm = 40 mm ; b = 2,4 cm = 24 mm Thanh kẹp làm đế có chiều dài hơn, bao gồm hai chiều rộng b hai kẹp bên: c = 40 + 2x24 = 88 mm 110 111 3.2.12 Thiết kế khung bàn máy giá đỡ 3.2.12.1 Khung bàn máy - Vật liệu làm khung bàn máy thép Cacbon CT35 thường hóa, kết cấu dạng thép chữ U (kích thước ngang 80mm) - Chiều dọc bàn máy (A) thỏa mãn lớn cạnh góc vuông tam giác lấy khoảng cách trục động đến trục I hộp giảm tốc làm cạnh huyền A > Ađ.cosαMax = 444,2x cos0o = 444,2 (mm) Chọn A = 500 (mm) - Chiều ngang bàn máy (B) phải lớn chiều dài kẹp gia nhiệt ép phôi B > 500 (mm) Chọn B = 700 (mm) - Chiều cao bàn máy (C) thiết kế cho thuận tiện cho người thợ thao tác tháo cấp phôi vào cấu kẹp gia nhiệt Thông thường chiều cao làm việc bàn máy tối ưu nằm khoảng ngang bàn tay thả lỏng đến ngang ngực người thợ có chiều cao trung bình người Việt Nam C = 600 ÷ 1100 (mm) Chọn C = 800 (mm) C B A 112 113 3.2.12.2 Thiết kế giá đỡ hộp giảm tốc Giá đỡ hộp giảm tốc thiết kế nằm bàn máy chiều cao tính từ mặt bàn máy nơi đặt phận kẹp gia nhiệt ép phôi, phía có bề mặt làm đế, khoan lỗ bắt vít đai ốc để lắp hộp giảm tốc truyền trục vuông góc từ truyền động xuống má kẹp di động ép xuống phôi gỗ Tương tự bàn máy, giá đỡ làm thép kết cấu chữ U, vật liệu Cacbon CT35 thường hóa - Chiều dài giá đỡ (M) nằm khoảng lớn chiều dài kẹp gia nhiệt, đồng thời nằm bàn máy nên nhỏ thua chiều ngang bàn máy 500 (mm) < M < B = 700 (mm) Chọn M = 560 (mm) - Chiều rộng giá đỡ (N) kích thước tổng hợp khoảng trống chiều ngang làm việc hai kẹp gia nhiệt hai bên (tương đương đường kính phôi gỗ tròn) hai lần kích thước ngang khối thép chữ U vật liệu làm giá đỡ N > 60 + 2x80 = 220 (mm) Chọn N = 240 (mm) - Chiều cao giá đỡ (H) thiết kế cho thuận tiện cho người thợ thao tác tháo lắp sửa chữa hộp giảm tốc đặt phía đảm bảo không cao để ảnh hưởng đến chiều dài trục truyền bánh Chiều cao hợp lý giá đỡ nằm khoảng ngang ngực đến ngang vai người thợ có chiều cao trung bình người Việt Nam H + C = 900 ÷ 1200 (mm) Chọn H = 280 (mm) - Chiều rộng phần mặt đế để lắp hộp giảm tốc (I) phải rộng chiều ngang đế hộp giảm tốc nhỏ thua chiều rộng (N) Chọn I = 140 (mm) 114 115 Hình 3.24: Bố trí cấu bàn máy giá đỡ chịu lực ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - HỒ MINH TÚ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA MÁY ÉP CHỈNH HÌNH GỖ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÁY, THIẾT... su giai đoạn nén ép định hình; - Xác định mối quan hệ thông số; thiết lập sơ đồ máy, tính toán, thiết kế cấu truyền động kết cấu máy ép chỉnh hình gỗ - Sử dụng hiệu gỗ mọc nhanh rừng trồng, góp... má ép (3) để nén gỗ ghép (4) tạo thành gỗ Hình 1.9: Thiết bị ép uốn cấu vít 18 - Cũng theo nguyên lý trục vít truyền động, thiết bị ép uốn (hình 1.9) máy ép vít nhiệt ẩm (hình 1.10) hoạt động